电机作为工业领域最大的电能转换设备,随着能源危机和环境污染的日益加剧,节能降耗的需求愈发迫切。高效电机的研发与应用是提高能源利用率、推进“双碳”计划的重要举措。永磁辅助同步磁阻电机具有高效率、无稀土、宽调速范围、高性价比等优点,是传统异步电机的理想替代方案之一。然而,相比于常规交流电机,永磁辅助同步磁阻电机复杂的转子结构使得其设计参数众多、参数间耦合程度高,导致其综合设计和优化难度较大。本文围绕铁氧体永磁辅助同步磁阻电机,从电磁结构、磁路模型和优化设计方法等方面开展系统深入的理论分析、仿真和试验验证研究。首先,分析了永磁辅助同步磁阻电机的工作原理,利用等效磁路法建立了永磁辅助同步磁阻电机多层磁障结构的简化磁路模型,给出了电机气隙磁密的解析计算方法。针对额定负载下传统简化磁路模型误差较大的问题,通过考虑定转子铁心上局部饱和引起的磁压降变化,建立了电机的饱和磁路模型,通过与有限元分析结果对比,验证了所提出的饱和磁路模型的准确性。其次,基于饱和磁路模型对永磁辅助同步磁阻电机的电磁性能进行了分析,针对一台4极15k W电机的设计要求,研究了不同定子槽型尺寸、转子磁障结构和永磁体用量等参数对电机额定效率、功率因数和转矩脉动的影响,完成了永磁辅助同步磁阻电机的初步电磁设计。然后,针对永磁辅助同步磁阻电机多参数强耦合的特点,为了提高电机的优化效率,利用Sobol法进行了参数的全局灵敏度分析,提出了带约束限制的拉丁超立方采样方法,利用径向基神经网络建立了电机的代理模型,提出了永磁辅助同步磁阻电机多工况多目标综合优化设计策略。最后,根据优化后的电磁方案制造了样机,完成了电机空载和负载试验,并与有限元模型的仿真结果进行了对比分析,验证了所提出的优化方法的准确性和设计方案的有效性。